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拉力儀工作原理
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一、簡(jiǎn)介
ZB-L 系列拉力儀是我公司按新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求研究開發(fā)的一種新型抗張強(qiáng)度測(cè)試儀，設(shè)計(jì)用于測(cè)量紙張、鋁箔、鋁塑帶等的抗張力、抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、裂斷長(zhǎng)、抗張能量吸收、抗張指數(shù)、抗張能量吸收指數(shù)、抗張能量吸收值、彈性模量。不僅可用于不同標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度、寬度的試樣，而且還可隨情況簡(jiǎn)單設(shè)定，改變拉伸速度。能方便的顯示和打印出各測(cè)定參數(shù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)。
本儀器設(shè)計(jì)特別，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、操作方便的特點(diǎn)。儀器采用單片機(jī)微處理器控制、大屏幕彩屏顯示，可實(shí)現(xiàn)全觸屏操作。具有標(biāo)準(zhǔn)中包含的各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試、轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)、顯示、記憶、打印功能；強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理，大行程，全觸屏操作是本儀器的主要特點(diǎn)。
二、標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
本儀器參數(shù)、功能符合條例國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：
GB/T 12914 紙和紙板抗張強(qiáng)度的測(cè)定（恒速拉伸法）
GB/T 1040 塑料拉伸性能的測(cè)定
GB/T 24328 衛(wèi)生紙及其制品、抗張強(qiáng)度、斷裂時(shí)伸長(zhǎng)率和抗張能量吸收的測(cè)定
GB/T 2792 壓敏膠粘帶180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法
GB/T 14344 合成纖維長(zhǎng)絲拉伸性能試驗(yàn)方法
QB/T 1704 鋁箔襯紙
三、主要技術(shù)性能
1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)、準(zhǔn)確；
2、采用進(jìn)口飼服電機(jī)，噪音小、振動(dòng)極小；
3、七寸彩屏（分辨率800*480）顯示、中文菜單。試驗(yàn)時(shí)，實(shí)時(shí)顯示拉伸時(shí)間、負(fù)荷張力等；
4、熱敏打印機(jī)，噪聲低、更清晰；
5、測(cè)量范圍:伸長(zhǎng)率 0-300%（短試樣可為0-400%），抗張力范圍：0-30N(0.01分辯率)或0-300N(0.1分辯率)，示值誤差 ≤±1% FS,示值變動(dòng)性≤1%，回零誤差±0.1% FS；
6、拉伸速度1-400mm/min，誤差< 1mm/min；
7、試樣尺寸：5-200mm；
8、試樣寬度 15mm；
9、通訊輸出 RS232接口；
10、電源 AC220V 50Hz 2A；
四、構(gòu)造及工作環(huán)境
4.1 構(gòu)造
儀器為機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)。機(jī)械部分主要用來夾持試樣、拉伸和測(cè)試力值。電氣部分主要用來數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，顯示打印。實(shí)物外形圖如圖4-1。
圖4-1 儀器外形圖
4.2 工作環(huán)境
儀器應(yīng)安放在堅(jiān)固平穩(wěn)的臺(tái)面上，周圍不要有強(qiáng)磁場(chǎng)或是強(qiáng)震動(dòng)。
1、室溫：0℃–40℃。
2、相對(duì)濕度＜85%。
3、工作環(huán)境清潔，無強(qiáng)磁場(chǎng)和震動(dòng)源。
五、測(cè)量術(shù)語(yǔ)的符號(hào)與公式
5.1 測(cè)量參數(shù)定義
力是在測(cè)試過程中測(cè)量得到，并時(shí)刻變化的。當(dāng)力迅速減少并減少到與之前記錄的zui大值(Fmax)之差超過設(shè)定的數(shù)值(力差△F)且力值變得很小接近零時(shí)，即認(rèn)為已經(jīng)發(fā)生斷裂。
SHAPE \* MERGEFORMAT
S(mm)
0
△F
F(N)
Fmax
根據(jù)力值，時(shí)間，我們可以計(jì)算出抗張強(qiáng)度，抗張指數(shù)，伸長(zhǎng)量，拉力儀工作原理，抗張能量吸收，抗張能量吸收指數(shù)，斷裂長(zhǎng)，彈性模量。
其定義如下：
抗張強(qiáng)度：?jiǎn)挝粚挾鹊膠ui大抗張力。
抗張指數(shù)：抗張強(qiáng)度除以定量。
伸長(zhǎng)量：在zui大抗張強(qiáng)度的情況下試樣的伸長(zhǎng)。
伸長(zhǎng)率：試樣伸長(zhǎng)量與zui初測(cè)試試樣長(zhǎng)度的比值。
抗張能量吸收：當(dāng)試樣被拉到zui大抗張強(qiáng)度時(shí)，作用到試樣上每單位面積上總的功（測(cè)試長(zhǎng)度×寬度）。
抗張能量吸收指數(shù)：抗張能量吸收除以定量。
裂斷長(zhǎng)：自由懸掛時(shí)，紙條因自身重力而斷裂時(shí)的長(zhǎng)度。
彈性模量：?jiǎn)挝辉囼?yàn)面積上受到的張力與單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)之比。
5.2 抗張強(qiáng)度
在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定的條件下，單位寬度的紙或紙板斷裂前所能承受的zui大張力，以S表示，單位為kN/m。
…………………………………………（1）
式中：
——平均抗張力，N；
W——試樣寬度，mm。
5.3 抗張指數(shù)
抗張強(qiáng)度除以定量，以I表示，單位為N·m/g。
………………………………………（2）
式中：S——抗張強(qiáng)度，kN/m；
g——定量，g/m2。
5.4 抗張能量吸收
將單位面積的紙或紙板拉伸斷裂時(shí)所做總功，以Z表示，單位為J/m2。
………………………………（3）
式中：E——抗張能量，J；
W——試樣寬度，mm；
Li——試驗(yàn)前夾頭間試樣長(zhǎng)度，拉力儀工作原理，mm。
5.5 抗張能量吸收指數(shù)
抗張能量除以定量，以Iz表示，mJ/g。
……………………………………（4）
式中：Z——抗張能量吸收，J/m2；
g——定量，g/m2。
5.6 裂斷長(zhǎng)
假設(shè)把任何一定寬度的紙和紙板一段懸掛起來，計(jì)算因其自重而斷裂時(shí)的zui大長(zhǎng)度，以LS表示，杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司,拉力儀工作原理,紙邦自動(dòng)化技術(shù),單位為km。
……………………………………（5）
5.7 斷裂時(shí)伸長(zhǎng)
在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法規(guī)定的條件下，測(cè)量紙或紙板試樣拉伸至破裂時(shí)的伸長(zhǎng)，一般用對(duì)原試驗(yàn)長(zhǎng)度的百分表示。用R表示。
5.8 彈性模量
……………………………………(6)
式中：
——與
對(duì)應(yīng)的力的變化；
——夾頭間的初始長(zhǎng)度，mm；
——試樣的初始寬度，mm；
——試樣的平均厚度，mm；
——所選試樣長(zhǎng)度的變化，mm；
六、操作步驟
打開電源。屏幕顯示型號(hào)后自動(dòng)跳到系統(tǒng)菜單，如圖6-1所示。
圖6-1 系統(tǒng)菜單
6.1 試樣測(cè)試
在圖6-1中，點(diǎn)擊“試樣測(cè)試”會(huì)彈出圖6-2所示界面，該界面主要完成一些測(cè)量操作及動(dòng)態(tài)顯示。
圖6-2試樣測(cè)試
“啟動(dòng)”：用來開始測(cè)試。
“停止”：用來停止電機(jī)或取消操作。
“清零”：用來將力值F置零。
“定位”：當(dāng)改變?cè)嚇娱L(zhǎng)度時(shí)，用來調(diào)整夾距。
“統(tǒng)計(jì)”：統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。
“返回”：返回系統(tǒng)菜單。
若圖6-2中F( N )沒有顯示000.0，此時(shí)需要清零。其方法為：點(diǎn)左下角“清零”，力值信號(hào)置零。
本儀器為手動(dòng)夾持，夾持時(shí)應(yīng)確保試樣不起皺不傾斜。
在圖6-2中，按“啟動(dòng)”鍵或外置“啟動(dòng)”鍵，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)夾頭以設(shè)定速度拉伸，顯示屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)力值迅速減少并減少到與記錄的zui大值之差超過設(shè)定的數(shù)值且此時(shí)力值
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